16. ФУНДАМЕНТИ БУДІВЕЛЬ І СПОРУД У СКЛАДНИХ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВАХ

16.1ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Усучасних умовах питанню раціонального використання земель приділяється зростаюча увага. Враховуючи вимоги діючого земельного законодавства, новобудови планують перш за все на непридатних для сільського господарства ділянках. Таким чином, виникає потреба використання для забудови заболочених ділянок; засолених, насипних ґрунтів; ділянок із карстовими явищами; місць, де можливий розвиток ярів, зсувів; територій покинутих кар’єрів.

При розробленні родючого ґрунту вживають заходи щодо його зберігання для рекультивації порушених ділянок, а також місць, де було знесення будівель, забезпечують захист навколишнього середовища від небажаних наслідків експлуатації будівель і споруд.

За думкою фахівців до складних інженерно-геологічних умов належать ділянки, де в результаті розвитку статичних або динамічних процесів у ґрунтах виникають додаткові деформації, що ведуть до поступової або раптової втрати надійності будівельних об’єктів. Спостереження показують, що майже на всій території України поширені такі умови.

Утаблиці 16.1 наведений перелік складних умов, де можливий розвиток особливих процесів, причиною яких є властивості ґрунту (просадочність, набухання, усадка, суфозія, здимання, надмірне ущільнення) або явища природного чи техногенного походження (підтоплення, деформація поверхневих шарів ґрунту внаслідок наявності підземних порожнин, зсуви, динамічне навантаження від сейсмічного впливу чи роботи транспорту або інших механізмів).

З іншого боку, почастішали випадки, коли з причини розвитку несприятливих інженерно-геологічних процесів або необміркованого техногенного втручання звичайний ґрунт основи, який раніше не мав особливих властивостей, поступово перетворюється у слабкий. При непрогнозованому піднятті рівня ґрунтової води активізуються зсуви, набухання ґрунтів, суфозія, карстові процеси з усіма негативними наслідками для будівельних об’єктів.

Таким чином, співвідношення обсягів будівництва фундаментів змінюється на користь складних інженерно-геологічних умов, а це в свою чергу призводить до подорожчання будівництва за рахунок ускладнення підземної частини, витрат на інженерну підготовку території, пристосування надземної частини будівель до нерівномірних деформацій основи.

Утаблиці 16.2 показано, як вид ґрунтових умов впливає на витрати основних матеріалів при влаштування 1 м2 загальної площі багатоповерхових великопанельних будинків.

Будівництво та експлуатація об’єктів у складних умовах пов’язані зі значними труднощами. Без урахування властивостей основ і пристосування будівель до них неминучий розвиток нерівномірних деформацій, боротись із якими значно важче і дорожче, ніж завчасно під час проектування вжити попереджу-

423

вальні профілактичні заходи (зміцнення основи, збільшення жорсткості або, навпаки – піддатливості будівель; водозахист ділянок тощо).

Таблиця 16.1. Складні інженерно-геологічні умови

Відомі різноманітні прийоми спорудження різних за конструкцією будівель у будь-яких інженерно-геологічних умовах, навіть у найнесприятливіших. У кожному конкретному випадку кращий варіант вирішення основ і фундамен-

424

тів вибирають після техніко-економічного обґрунтування.

Таблиця 16.2. Прогресивні питомі показники матеріаломісткості в проектах житлових

будинків на 1 м2 загальної площі

Кожен вид складних інженерно-геологічних умов потребує після ретельного вивчення особливостей будівельної ділянки застосування нешаблонних інженерних вирішень. Досвід показує, що використовувати метод аналогій у проектуванні підземної частини будівельних об’єктів слід дуже обережно. Часто трапляється ситуація, коли на суміжних будівлях виникає потреба в улаштуванні фундаментів різних типів, завдяки наявності підземних виробок, умов рельєфу, навіть різних конструктивних схем будівель тощо.

16.2. ФУНДАМЕНТИ НА ЛЕСОВИХ ПРОСАДОЧНИХ ҐРУНТАХ

Лесовими ґрунтами вважають глинистий ґрунт: супіски, суглинки, іноді глини, які мають властивість просадочності. В таких ґрунтах після зволоження виникає додаткова деформація (до осідання), яку звуть просіданням.

За стандартом (ДСТУ Б.В.2.1-2-96) лесові ґрунти належать до зв’язних, осадових, глинистих ґрунтів ІІ класу. Вони однорідні, бо мають більше ніж 50% частинок розміром 0,05-0,005 мм; у їх складі досить багато легкота середньорозчинних солей; ґрунти мають велику кількість різноманітних за розмірами порожнин, тріщин, каверн, пор; у маловологому стані утримують укіс, близький до вертикального; легко розмокають, а після водонасичення, особливо при дії ударних або вібраційних навантажень, перетворюються у пливуни; колір їх здебільшого світло-жовтий, або світло-коричневий; у сухому стані на дотик борошнисті. Такі ознаки дозволяють фахівцеві безпомилково виявити лесовий ґрунт і вчасно вжити заходів щодо зменшення або усунення надмірних просідань.

Існує багато гіпотез історії виникнення (генезису) лесових ґрунтів. Усі вони одностайно твердять про порівняно невеликий вік таких природних утворень і відносять їх до четвертинних відкладень кайнозойської ери. Найбільше поширена гіпотеза еолового походження лесового ґрунту (Ріхтгофен, В. О. Обручов), які вважали, що головною причиною його утворення є пере-

425

ЧЕРНІГІВ

ІВАНО-ФРАНКІВСЬКВІННИЦЯ І

УЖГОРОД КІРОВОГРАДЛУГАНСЬК

Рис. 16.1. Схема розміщення лесових ґрунтів за типом просадочності (за Чорним Г. І.)

міщення атмосферних мас у місцях із сухим та теплим кліматом. Дрібні (пил у- ваті) частинки ґрунту здіймаються у повітря, переносяться на інше місце й осідають на поверхню. Такий процес веде до поступового накопичення слабкоущільненого шару. Прикладом такого явища можуть бути пилові бурі, що проходили на території України в 1968 році, і їх відповідні наслідки.

За гіпотезою академіка Л. С. Берга, генезис лесового ґрунту пов’язаний із дією вторинних процесів (вивітрювання), під час яких глинистий ґрунт різноманітного походження поступово перетворюється на лесовий.

Щодо лесового ґрунту України, то, на думку дослідників В. П. Ананьєва, П. К. Заморія, В. Ф. Краєва, він має еолово-льодовикове походження і розповсюджений на 65-70% території держави, здебільшого розташовуючись на надзаплавних та вододільних терасах річок. На рис. 16.1 показано карту України з районами розповсюдження лесового ґрунту.

Лесовий ґрунт має характерні показники фізичних властивостей порівняно з показниками звичайного глинистого ґрунту. Відзначається він невеликою щільністю ρ=1,25...1,55 т/м3; низькою вологістю W=0,1...0,2; значною пористістю, яка звичайно перевищує 50%. Коефіцієнт водонасичення лесового ґрунту менший, ніж Sr=0,6, хоч у деградованому стані цей показник може бути більшим.

Показники механічних властивостей лесового ґрунту в природному стані та після зволоження різко відмінні. Зволоження веде до значного зменшення модуля деформації E, кута внутрішнього тертя φ, питомого зчеплення c. У таблицях 16.3 та 16.4 показано, як змінюються показники деформативності та міцності залежно від коефіцієнта водонасичення Sr і коефіцієнта пористості e0.

426

Таблиця 16.3. Вплив фізичного стану лесового ґрунту на модуль його деформації (для

лесового ґрунту Полтавщини)

Взаємозв’язок між показниками фізико-механічних властивостей, які використано в таблиці 16.3, можна ілюструвати залежністю

Відповідно до правил визначення відносної характеристики деформування за рекомендаціями норм показником, котрий кількісно характеризує просадочність лесового ґрунту, прийнято коефіцієнт відносної просадочності εs .

Його обчислюють як відношення деформації зразка, що сталася з причини зволоження, до початкової висоти зразка:

де enp , hnp та esat.h , hsat.p – коефіцієнти пористості або висоти зразка відповідно природної вологості й після зволоження при дії конкретного сумарного додаткового тиску σzp та тиску від власної ваги зволоженого ґрунту σzg ; eng i hng

– коефіцієнт пористості та висота зразка природної вологості при дії тиску від власної ваги ґрунту. Щоб виконати розрахунок за формулою (16.2), потрібно мати результати лабораторних випробовувань зразків лесового ґрунту непорушеної структури в компресійних приладах.

Таблиця 16.4. Вплив фізичного стану лесового ґрунту на показники його міцності (для

лесового ґрунту Полтавщини)

Випробування проводять за різними схемами, кожна з яких має переваги і

427

недоліки. На рис. 16.2, а, б, в зображено графіки зміни висоти зразків ґрунту. Перша схема відповідає методу однієї кривої, коли визначення коефіцієнта εsℓ можна здійснити лише для однієї величини вертикального тиску σ. Друга схема (метод двох кривих) передбачає випробування двох зразків ґрунту, з яких один природної вологості, а другий – насичений водою. Обидва стискають в однаковому інтервалі вертикального тиску. Це дає можливість розрахунку εsℓ для будьякого σ у межах інтервалу. Нарешті за третьою схемою (пропозиція М. Н. Гольштейна, Н. О. Макаренко) використовують відомий варіант графічного зображення результатів компресійних випробувань, що полягає в лінеаризації графіка компресії в напівлогарифмічних координатах. Це дає можливість визначення необмеженої кількості εsℓ за результатами випробування одного зразка після екстраполяції прямої праворуч і ліворуч.

Як можна помітити з характеру графіків (рис. 16.2), коефіцієнт відносної просадочності εsℓ залежить від величини вертикального тиску σ. Ця залежність найвірогідніше апроксимується степеневою функцією, що можна підтвердити такими міркуваннями. Відомо, що зростання деформації глинястого ґрунту із

збільшенням тиску σ у компресійних приладах відбувається за степеневим законом:

Тут перший член у чисельнику є величиною деформації зволоженого зразка при тискові σ, а другий – величиною деформації зразка природної вологості при такому ж тискові. Приклад розрахунку εsℓ за результатами компресійних випробувань наведено в таблиці 16.5.

428

Таблиця 16.5. Підсумки компресійних випробувань лесового суглинку Полтави і резуль-

тати їх апроксимації

За термінологією діючого ДСТУ, до просадочних ґрунтів належать такі, що під впливом зовнішнього навантаження та власної ваги, чи тільки від власної ваги при зволоженні водою або іншою рідиною зазнають додаткову верти-

кальну деформацію (просідання) й мають відносну деформацію εsℓ≥0,01. Таким чином, для розвитку просідання потрібне сполучення тиску, що перевищує початковий тиск просадочності psℓ і вологості, яка перевищує початкову вологість. Найбільша величина просідання виникає тоді, коли зволоження призводить до ступеня заповнення пор водою Sr=0,9-1,0. Саме тому величину просідання визначають з урахуванням максимального коефіцієнта водонасичення Sr незалежно від того, коли відбудеться такий стан ґрунту.

З іншого боку, основа існуючих будівель, які вчасно не були пристосовані до нерівномірного просідання, може під час експлуатації зволожуватись частково з виникненням часткового просідання. Наступне, більш активне зволоження лесового ґрунту призведе до активізації дальшого просідання.

Залежно від умов будівництва, призначення будівель і споруд можливі різні причини зволоження лесового ґрунту. Якщо за довгостроковим прогнозом установлено, що підняття рівня ґрунтової води не буде, поверхневі води не можуть замочити лесовий ґрунт, а об’єкти не обладнані мережами водогону, каналізації або теплофікації, найбільша вологість ґрунту може досягти лише величини вологості на межі розкочування WP.

Якщо об’єкти обладнано інженерними мережами, що несуть воду, можливе локальне або повне зволоження товщі лесового ґрунту внаслідок аварії цих мереж. У таких випадках здебільшого виникають нерівномірні просідання основи, які ведуть до пошкодження або навіть до аварійного стану будівель, якщо ніяких заходів щодо усунення негативного впливу таких деформацій не було передбачено.

Практика експлуатації дореволюційних та довоєнних будівель, під якими розташований лесовий ґрунт, показує, що після багатьох років надійної роботи влаштування мереж призводило до деформацій. Робота п’ятьох трубопроводів (холодне та гаряче водопостачання, каналізація, пряма і зворотна магістраль теплопостачання), кожен із яких транспортує воду, рано чи пізно веде до зволо-

429

в

г

д

Рис. 16.3. Схеми нерівномірних деформацій будівель залежно від місця замочування

основи: а – в середині будівлі; б – під краями будівлі; в – з одного краю; г – під поздовжньою стіною; д – під краями з різних боків

ження ґрунту, а далі й до локальної деформації лесової основи. На рис. 16.3 показано приклади нерівномірності деформацій будівель після зволоження в середині або по краях і характерне розміщення та орієнтація тріщин.

Нарешті, якщо територія підтоплюється або на ділянці є об’єкти з виробничими процесами, які потребують великого об’єму води (мокра технологія), зволоження та просідання ґрунту відбувається одночасно на великій площі. Але і така причина зволоження не виключає розвитку нерівномірності деформацій. Так, житлові будівлі, які споруджено за відносно жорсткою схемою, здебільшого мають поздовжні несучі стіни та поперечні діафрагми жорсткості, під котрими влаштовано монолітні залізобетонні фундаменти. Через неоднакове навантаження на фундаменти під зовнішні і внутрішні несучі стіни ширина їх суттєво відрізняється. Як це випливає з міркувань розділу 8.7, потужність стисливої товщі під фундаментами більшої ширини підошви більша, ніж під фундаментами меншої ширини. Таким чином, підняття рівня ґрунтової води перш за все вплине на деформацію ґрунту під фундаментом внутрішньої стіни, в той час як просідання ґрунту під фундаментами зовнішніх несучих стін може ще не починатись.

За вказівками норм залежно від можливості розвитку просідання від власної ваги зволоженого ґрунту та додаткового тиску можна виділити чотири різних випадки.

1.Просідання ґрунту від власної ваги відсутнє або не перевищує 5 см. У цьому випадку просідання можливе лише від зовнішнього навантаження.

В інших трьох випадках можливе просідання від власної ваги в нижній зоні просадочної товщі, починаючи з рівня, де σzg>psℓ.

2.Зони просідання від зовнішнього навантаження й від власної ваги відо-

430

кремлені одна від одної нейтральною зоною.

3. Зона просідання від зовнішнього навантаження й від власної ваги зливаються, нейтральної зони немає.

4. Зона просідання від зовнішнього навантаження відсутня (σzg+σzp)<psℓ, а починається лише з глибини z, де сумарний тиск σzg+σzp дорівнює початковому тиску просадочності psℓ.

Таким чином, будова лесової товщі та особливості властивостей лесового ґрунту стали основою розподілу лесових нашарувань на два типи. До першого типу ґрунтових умов віднесено такі товщі лесового ґрунту, де просідання від власної ваги зволоженого ґрунту не відбувається або не перевищує 5 см; psℓ>σzp,

чи psℓ<σzg у межах 2 м.

До другого типу ґрунтових умов віднесені такі товщі, де просідання від власної ваги зволоженого ґрунту більше як 5 см: psℓ<σzg у межах товщі, яка більше ніж 2 м.

Величину просідання від власної ваги зволоженого ґрунту визначають за формулою

де εsℓ.і – відносна просадочність і-го шару ґрунту від дії середнього тиску від власної ваги зволоженого ґрунту; hi – товщина і-го шару ґрунту, м; ksℓ – коефіцієнт, який для лесового нашарування товщиною Н≤15 м дорівнює одиниці, для Н≥20 м ksℓ=1,25, а в межах між 15 і 20 м визначається за інтерполяцією; n – кількість шарів лесового ґрунту.

В особливо відповідальних випадках тип ґрунтових умов за просадочністю визначають за результатами польового експерименту після тривалого штучного зволоження лесового ґрунту крізь свердловини.

При визначенні просідання ґрунту від власної ваги за формулою (16.6) просадочну товщу розподіляють на окремі шари не більше ніж 2 м завтовшки відповідно до геологічного розрізу. Враховують лише ті шари лесового ґрунту,

де відносна просадочність при природному тиску складає εsℓ≥0,01.

У випадку просідання від локального зволоження різницю просідань та крени окремих фундаментів, які розташовано в зоні розвитку нерівномірного просідання за рахунок розповсюдження води в бік від джерела зволоження, визначають з урахуванням обмеженого зволоження нижньої частини основи в межах глибини h (див. рис. 16.4):

де d – глибина закладання фундаменту, м; Hsℓ,p – зона деформування, м; Hw – глибина розташування джерела зволоження, м; x – відстань від краю джерела зволоження до точки, яку розглядають, м; mβ – коефіцієнт, що ураховує можливе збільшення кута розповсюдження води вбік із причини шаруватості ґрунту (для однорідних товщ mβ=1); β – кут розповсюдження води вбік від джерела зволоження, котрий приймається для супіску (лесу) – 35°, для суглинку – 50°.

Просідання товщі лесового ґрунту від власної ваги супроводжується не тільки вертикальними, але і горизонтальними переміщеннями, а на поверхні

431

432

яку встановлюють за графіком εsℓ=f(σ) або за залежністю εsℓ=βσm; hi – товщина і- го шару ґрунту, м (якщо вона більше ніж 2 м, то шар розподіляють на допоміжні шари); ksℓ – коефіцієнт, який при b≤3 м визначають за формулою

де p – середній тиск під підошвою фундаменту, кПа; p0 – тиск, який дорівнює

100 кПа.

Розрахунок основ котрі складено просадочними ґрунтами, виконують за двома групами граничних станів. Розрахунок за першою групою ГС здійснюють як для водонасиченого глинистого ґрунту з урахуванням виваження нижче від рівня ґрунтової води і розрахункових показників міцності ґрунту після зволоження й ущільнення φI, cI. Розрахунок просадочних основ за другою групою ГС здійснюють за умовою, що:

а) загальна деформація основи, яка складається з осідання ґрунту природної вологості S та просідання, що сталося внаслідок зволоження Ssℓ.p, не повинна бути більша за гранично припустиму величину абсолютної деформації Su, котра приймається за нормами залежно від конструктивних особливостей будівлі;

б) відносна нерівномірність деформації сусідніх фундаментів S/L не повинна бути більшою, ніж відповідна гранична величина.

Послідовність проектування фундаментів в умовах просадочних ґрунтів може бути такою:

1.Оцінюють інженерно-геологічні умови з визначенням особливостей лесового нашарування (типу ґрунтових умов за просадочністю).

2.Визначають навантаження на фундаменти та їх глибину закладання за загальними правилами.

3.Встановлюють розрахунковий опір основи за однією із схем, залежно від прийнятого методу будівництва на просадочному ґрунті:

–за нормативними даними;

–за початковим тиском просадочності R=psℓ;

–за формулою (12.1), де показники міцності φII і cII приймають для ущільненого ґрунту;

–за формулою (12.1), де показники міцності φII і cII приймають для ґрунту природної вологості, коли W>WP, або для ґрунту на межі розкочування, коли W<WP;

–за формулою (12.1), де показники міцності φII і cII приймають для водонасиченого ґрунту після його просідання.

4.Встановлюють попередні розміри фундаменту за прийнятою величиною розрахункового опору ґрунту R.

5.Визначають власну вагу фундаменту та ґрунту на його виступах Gф.

6.Визначають середній тиск під підошвою фундаменту попередніх розмірів і величину осідання S. Розрахунок осідання ведуть методом пошарового сумування або експрес-методом І. О. Розенфельда.

7.Визначають просідання фундаменту Ssℓ.p із використанням розподілу стисливої товщі на шари hi так, як це прийнято у методі пошарового сумування. Сумування за формулою (16.6) виконують від рівня підошви фундаменту до рі-

433

вня ґрунтової води або покрівлі непросадочного шару ґрунту. Розрахунок просідання Ssℓ.p здійснюють з урахуванням прийнятої схеми зволоження ґрунту.

8. Визначають загальну абсолютну деформацію основи S+Ssℓ.p і порівнюють її з граничною величиною Su.

9. Якщо умова проектування основи за другою групою граничних станів не задовольняється, призначають заходи для зменшення сумарної деформації або ліквідації шкідливого впливу просідання. Якщо умова задовольняється, визначають нерівномірність деформацій і порівнюють з граничною відносною

деформацією ( ∆S / L )u .

10. Визначають вертикальну складову сили граничного опору Nф за формулою (12.3) й порівнюють її з розрахунковим навантаженням Nu на основу з урахуванням коефіцієнтів умов роботи γc та надійності γn.

Групу заходів для зниження впливу просідання вибирають за рекомендаціями таблиці 16.6.

Таблиця 16.6. Варіанти основ і фундаментів на лесовому просадочному ґрунті

434

435

Hℓs

B.SL

бМісяці

на палю визначають за формулою

де γc – коефіцієнт умов роботи, який визначають у свою чергу за формулою γc=0,8(Ssℓ,g-5)/(2Su-5); Fd – несуча здатність палі за формулою (14.1) в шарі водонасиченого ґрунту нижче від покрівлі непросадочного шару, кН; γk – коефіцієнт надійності (γk=1,4); Pn – негативна сила тертя, кН, яку визначають залежно від розмірів перерізу палі та величини hsℓ, а також розрахункового опору ґрунту τ,

hs

кПа за формулою Pn = u ∑τihi .

0

Для зменшення сили негативного тертя палі обмазують антифрикційними матеріалами або влаштовують еластичні оболонки з поліетилену, картону, руберойду. Наприклад, Запорізьке відділення НДІБК спільно з трестом “Укргідрофундаментбуд” запропонували палі з багатошаровою оболонкою. Завдяки цьому поверхня ковзання виникає безпосередньо за антифрикційною стінкою. В цьому разі спочатку пробурюють свердловину і заглиблюють у неї обсадну металеву трубу. Після бетонування стовбура палі та тужавіння бетону за допомогою електроструму розігрівають обсадну трубу й витягають її із свердловини. У створений після виймання труби проміжок нагнітають солідол. Для зменшення опору обсадної труби під час виймання її внутрішню поверхню покри-

436

вають шаром термопластичного матеріалу (бітуму) і шаром еластичної пластмаси. Така кількашарова оболонка в разі просідання зволоженого лесового ґрунту майже повністю виключає можливість додаткового навантаження палі від негативного тертя.

Досвід показав доцільність реалізації елементарних міркувань, які стосуються раціонального розміщення об’єктів на ділянці з лесовими ґрунтами в основі. Вони полягають в тому, що:

-для будівництва вибирають місця з мінімальними товщами просадочного ґрунту або з деградованими масивами;

-для ефективного використання пальових фундаментів вибирають ділянки там, де просадочний ґрунт підстеляють малостисливі непросадочні ґрунти;

-розміщують будівельні об’єкти на ділянці так, щоб не ускладнювати відведення поверхневої води;

-максимально зберігають природні умови водовідведення;

-будівлі та споруди з “мокрим” технологічним процесом (котельні, лазні, резервуари, градирні) розміщують на місцях із меншими абсолютними позначками;

-зберігають дернину, яка є відмінним природним ізолятором, що захищає основу від зволоження. В разі порушення дернини передбачають ущільнення ґрунту під зрізаним шаром, а також сівбу багаторічних трав.

Будівлі і споруди на лесовому ґрунті слід проектувати простої форми в плані (квадрат, прямокутник). У будівлях складної форми в плані передбачають розчленування їх на відсіки деформаційними швами. В межах відсіку висоту будівлі приймають однаковою. Розміри деформаційного шва розраховують за формулою при r≥L:

де L – довжина відсіку, м; r, εu – за виразами (16.9), (16.10).

До широко відомих водозахисних заходів належать також:

-відведення поверхневої води з ділянки за допомогою зливової каналізації за межі забудованої території;

-захист ділянки будівництва, яка розташована на схилі, нагірними канавами від затоплення поверхневими водами;

-зворотне засипання фундаменту виконують місцевими глинистими

ґрунтами з якісним ущільненням при оптимальній вологості до щільності сухого ґрунту ρd≥1,6 т/м3;

-утворення маловодопроникного екрана в основі фундаментів будівель і споруд, які будуються на лесовому ґрунті великої потужності (ІІ тип); екран улаштовують з ущільненого лесового ґрунту 1-1,5 м завтовшки;

-навколо будівель улаштовують якісне водонепроникне вимощення так, щоб ним були перекриті пазухи фундаментів;

-вводи водопроводу та тепломереж у будівлі, а також випуски каналізації влаштовують у каналах із знімним перекриттям; канали виконують із залізобетонних лотків з ухилом від будівлі i≥0,02; довжину каналу від обрізу фунда-

437

Рис. 16.7. Улаштування інженерних мереж у лотоках:

1 – лотік; 2 – сухий колодязь; 3 – мокрий колодязь; 4 – трубопровід

ментів приймають залежно від потужності лесового ґрунту від 5 до 15 м (рис. 16.7);

-для прокладання вводів та виводів комунікацій у фундаментах або в стінках підвалу передбачають отвори; відстань від верха труби до верха отвору має бути більше ніж 1/3Ssℓ,p;

-підлоги в будівлях, які споруджують із застосуванням комплексу заходів, улаштовують водонепроникними по ущільненому шару ґрунту із схилом у бік приямків;

-водовідведення з покриття влаштовують організованим у внутрішні або зовнішні водостоки.

Конструктивні заходи призначають залежно від конструктивної схеми будівель. Так, для безкаркасних будівель використовують жорсткі або комбіновані конструктивні схеми. В цьому випадку доцільно:

-симетричне (відносно поздовжньої та поперечної осей) розміщення поздовжніх та поперечних несучих стін;

-наскрізне розташування поперечних стін;

-улаштування фундаментів у вигляді монолітних плит, перехресних балок, балок-стінок тощо;

-улаштування замкнених залізобетонних поясів на рівні фундаментної плити та цоколя, а також поповерхових залізобетонних поясів або армованих швів на рівні перемичок чи перекриття по всіх зовнішніх і внутрішніх стінах;

-з’єднання панелей перекриття між собою, а також із несучими стінами для утворення горизонтальних дисків.

Для каркасних будівель, які споруджують за комбінованими або податливими схемами, приймають такі конструктивні заходи:

-улаштування в підземній частині будівлі горизонтальних швів сковзан-

ня;

-уведення гнучких уставок та компенсаційних пристроїв;

-зменшення жорсткості несучих конструкцій;

-проектування парних рам між відсіками або шарнірно-рухоме обпирання пролітних конструкцій із заповненням проміжків еластичним заповнювачем (пороізол, поролон, макропориста гума);

-улаштування між фундаментами зв’язків-розпірок в одному або у двох

рівнях.

Окрему частину конструктивних заходів становлять методи, які дають

438

можливість вирівнювання будівлі та споруди в разі виникнення нерівномірності деформацій основи. За сучасним уявленням (Ткаченко І. М., 1999) їх можна поділити на дві групи.

1. До першої групи входять :

-метод піддомкрачування, коли за допомогою домкратів, які розміщують між додатковими палями й фундаментними балками, підіймають відсік і розклинюють зазор;

-метод “плаваючої” опори (НДІБК) із використанням плоских домкратів та поясних балок у фундаментах або стінах підвалу. Після пробиття отворів через 3 м у всіх несучих стінах підсилюють конструкції фундаментів, улаштовують підбетонку і за допомогою плоских домкратів відривають відсік, а потім поступово за кілька етапів піднімають його до потрібного рівня, зазори після кожного етапу розклинюють.

2. До другої групи належать роботи з усунення кренів за допомогою терморегульованих опор або поясів та інших засобів:

-вирівнювання за рахунок деформування основи завдяки зменшення її жорсткості з протилежного боку від крену (похилі свердловини з вибурюванням ґрунту);

-регульоване зволоження ґрунту основи;

-довантаження основи з боку протилежного крену;

-довантаження основи у сполученні з натягом канатами;

-зменшення жорсткості основи спільно із зволоженням;

-буріння горизонтальних свердловин із боку протилежного крену;

-улаштування термопластичних поясів або вкладишів із поліетилену, поліпропілену, полістиролу тощо.

Слід підкреслити, що остаточний вибір найбільш ефективного заходу здійснюють з урахуванням типу ґрунтових умов; виду можливого зволоження; розрахункового просідання; взаємозв’язку будівель, які споруджуються, із сусідніми об’єктами; а також техніко-економічного порівняння можливих варіантів (за наведеними витратами). Без сумніву, велике значення також має урахування місцевих умов і накопиченого досвіду проектування, будівництва та експлуатації будівель у схожих ґрунтових умовах.

Удержавних будівельних нормах прийнято такий підхід до проектування будівель на просадочних ґрунтах – залежно від заходів, які призначено для усунення просідання ґрунту. Умови будівництва поділено на три групи:

-до першої (1А) належать такі ділянки, де усунення просідання не здійс-

нено, а величина деформацій основи більша, ніж гранична величина Su′ :

S0 + Ss .p ≥ Su′ ( S0 – осідання; Ss .p – просідання);

- до другої (1Б) належать такі ділянки, де просідання частково усунено, а величина деформацій основи більша, ніж гранична величина деформації Su :

Su′ ≥ S0 + Ss .p > Su ;

-до третьої (1В) належать такі ділянки, де просідання усунено повністю,

авеличина деформації основи менша, ніж гранична величина деформації Su :

439